博世汽车柴油系统股份有限公司总经理马儒韬:

何去何从?6月8日,中国内燃机工业协会常务副理事长兼秘书长邢敏对包括中国工业报在内的一干媒体表示:“我认为,内燃机行业处在稳定发展的良性阶段。未来一段时间,通过技术创新实现转型升级仍是行业主题。”作为行业协会发言人,邢敏一贯反对“唱衰”。
产值略增,而总功率略减。原因应当在于中重型柴油机市场的疲软,而其中的深层背景,邢敏分析说,从国际环境来看,欧美金融及债务危机短期内没有好转迹象,欧美经济陷入长期低增长甚至停滞的趋势明显。因此,我国经济面临着外部贸易环境不断恶化,国内投资增长乏力的现实。
中国工业报记者从协会了解到,去年,我国内燃机工业总产值突破3700亿元,内燃机产量突破7700万台,总功率突破14亿千瓦。内燃机行业坚持走新型工业化道路,不断深化改革,发展步伐明显加快,经济效益提高,企业管理水平和自主创新能力持续提高,经济实力、经营能力和市场竞争力日益增强。我国已经成长为当之无愧的内燃机制造大国,正在向着内燃机制造强国的目标迈进。
邢敏表示,2011年,内燃机行业发展呈现以下特点:一是在诸多不利因素叠加下,内燃机总产值同比增长20%以上。保持平稳增长,产销也同比增长,但增速下滑;二是内燃机产业结构调整成效明显,重点企业生产集中度进一步提高,组织结构进一步优化;三是自主创新能力增强,产品满足市场需求,新产品产值增加幅度大;四是节能减排产品市场需求量激增带动行业国三、国四产品的市场投放量增加;五是内燃机产品质量总体水平上升。
从能源发展趋势和国内外内燃机市场需求看,未来几十年,以化石能源为燃料的内燃机仍然是各种机械装备的主导动力,控制燃油消耗和二氧化碳排放及其他污染物排放已成为全球内燃机产业发展的重要趋势,成为全球汽车和内燃机产业应对气候变化、保障能源安全的国际共识。
能源消耗方面,2011年,我国石油进口依存度达54%,而内燃机石油消耗约占全国总消耗量的三分之二,是名符其实的用油大户;环保方面,内燃机废气污染占我国绝大多数城市非供暖季大气污染的50%以上,是城市最主要的大气污染源。“为保障能源安全,实现可持续发展,我国内燃机必须从传统产业跨入到高新技术产业,从资源消耗型向环保节约型转变。”邢敏认为。
而“十二五”则是我国实现产业升级的关键时期,是落实我国控制二氧化碳排放承诺的关键时刻,也是有效减缓对外依存度过快增长的关键时期。内燃机工业是实现全社会节约石油和节能减排的重要环节,在我国建设资源节约、环境友好型社会的过程中占有举足轻重的地位。所以,积极稳妥地配合有关政府部门推进国家排放标准的制定和升级工作是当前内燃机工业面临的一项十分艰巨而紧迫的任务。
节能方面,内燃机行业“十二五”规划提出:通过全行业的努力,力争到“十二五”末期,各类内燃机产品燃油消耗率比上一个五年计划降低6%到10%,节能型内燃机产品当年投放市场超过60%,实现节约商品燃油2000万吨,减少二氧化碳排放6300万吨,采用替代燃料节约商品燃油1500万吨,建立一批内燃机整机及关键部件再制造生产重点企业,实现内燃机再制造率60%。同时,建立和完善内燃机产品节能减排的政策法规、技术标准。
轻型商用车柴油机方面,鼓励采用高压共轨、电控单体泵等先进燃油喷射系统,强化应用增压技术并提高普及率,结合废气再循环系统和后处理系统控制功能以及在线诊断功能,掌握整车的标定和匹配技术,以实现降低燃油消耗的目标。
乘用车汽油机方面,重点推广应用增压直喷技术,掌握燃烧和控制等核心技术、解决增压直喷汽油机与整车匹配,推动直喷燃油系统、增压器等关键零部件的开发。鼓励发展小排量特别是1.6升以下的汽油机采用增压和直喷技术。
乘用车柴油机方面,重点提高整机热效率,推广应用电控高压燃油喷射系统、高效增压中冷系统、排气后处理系统以及与整机匹配标定技术,实现柴油机节能技术的产业化。鼓励发展2.0升以下乘用车用柴油机电控高压燃油喷射系统、高效增压中冷及排气后处理系统。
中重型商用车柴油机方面,重点开展高效涡轮增压、余热利用、动力涡轮等方面应用,以提高燃料能量利用率。开展提高内燃机机械效率的研发工作,重点推动低摩擦技术开发应用,推进智能化、模块化部件的产业化应用,降低驱动部件能耗,实现部件的合理配置和动力总成的优化匹配,以减少内燃机的实际运行油耗。
非道路机械用柴油机方面,针对工程机械、农业机械、排灌机械、固定机械、发电动力等非道路机械的实际工况和使用特点,积极推动动力装置与作业机械之间的优化匹配工作,有效地降低使用过程中的燃油消耗。以高效节能小缸径多缸直喷柴油机替代大缸径(>105mm)单缸柴油机,大力推广采用成熟的增压及增压中冷技术,针对固定机械和发电动力,积极推广余热回收利用技术。
船用柴油机方面,重点推进船用中速机电控燃油喷射系统、智能化控制技术、高压比增压器、双燃料、E鄄GR等先进技术的应用,推进船用低速柴油机动力系统余热回收利用技术、柴电混合动力系统先进技术、选择性催化还原系统和双燃料技术的应用,提高船用柴油机的能量利用效率,减少船用柴油消耗。
通用小型汽油机及摩托车用汽油机方面,全面开展摩托车及小型通用汽油机性能优化。针对二冲程产品,开展多气流协调导向性高速扫气道等先进技术产业化应用研究和产品推广;针对四冲程产品,推广应用空燃比精确可控的电控技术。开展摩托车及小型通用汽油机高效传动和动力匹配技术的推广应用。
高效应用替代燃料的内燃机产品方面,鼓励替代燃料发动机与现有发动机制造体系兼容。鼓励发展柴油/天然气双燃料内燃机、生物柴油内燃机、汽油/甲醇双燃料点燃式内燃机以及柴油/甲醇双燃料压燃式内燃机。重点解决应用过程中耐醇燃料供应系统、天然气供应系统、点火及其电控系统等关键零部件的突出问题。开发适用于内燃机应用替代燃料专用润滑油以及专用后处理技术。
关键部件的开发与产业化方面,推动电控燃油喷射系统关键技术的产业化发展,重点解决喷油器总成、电控执行器、轨压传感器、电控单元生产中的质量控制,确保集成系统有效支撑配套主机的要求。提高增压器制造水平及其自主研发能力,重点解决可变几何截面涡轮、可调多级增压、汽油机增压器、增压器轻量化等关键产品和技术问题。
内燃机制造过程的节能方面,鼓励采用薄壁铸造、精密铸锻,以及先进的热处理及表面加工等新工艺,实现内燃机生产低能耗、节能节材的绿色制造。鼓励企业在新产品开发和出厂试验等环节中,推广使用具有高效能量回收功能和高动态性能的交流电力测功器,利用和回收内燃机测试过程中产生的余热和电能,实现燃料能源的高效综合利用。
四是国四标准的实施,对高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统提出了更高要求。高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统之所以能够成为国家重点支持的关键技术,主要原因有两点:重要性和缺失性。
首先是三个系统的重要性。柴油机发展到今天,节能和环保已经成为其发展的主题,即当前柴油机的技术开发主要集中在提高燃油经济性和排放性能。尤其是在排放法规日趋严格的情况下,能否开发出“达标”的产品,成为柴油机企业生存和发展的关键。而采用高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统,正是柴油机排放升级的关键技术。
其次是缺失性。我国柴油机发展较好,在国内市场占有率也很高,但这并不表示我国柴油机设计和生产具有很高水平。相反,国内自主柴油机发展最主要的障碍仍然是技术因素。从整机的设计、加工工艺,到关键零部件技术的掌握,我国全面落后于发达国家。高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统是柴油机未来技术的代表,目前国内相关企业要加速弥补核心技术的缺失,是国内柴油机行业发展的当务之急。
针对这些问题,内燃机协会希望有关部门能够从两个方面给予支持。一是采取坚持通过技术进步,推动产业升级的原则,以缩短国内燃机工业与国际先进水平差距;二是加大规范实施国家各项技术法规、排放标准等政策一致性的执行力度,鼓励采用国际上通行的、先进和科学的技术路线,达到推动产业技术进步的目的。

内燃机企业压力很大。一方面,受商用车市场下滑影响,作为国内内燃机行业主流的柴油机企业目前开工不足;另一方面,国四标准即将在全国范围内铺开,尽管油品等配套问题仍旧未能解决,但这丝毫不能阻挡我国排放标准加速升级的步伐。
何去何从?6月8日,中国内燃机工业协会常务副理事长兼秘书长邢敏对包括中国工业报在内的一干媒体表示:“我认为,内燃机行业处在稳定发展的良性阶段。未来一段时间,通过技术创新实现转型升级仍是行业主题。”作为行业协会发言人,邢敏一贯反对“唱衰”。
受困商用车市场增长乏力
先看一组数据。一季度,我国内燃机全行业总产值为733.39亿元,同比增长7.66%;销售收入为702.31亿元,同比增长5.82%;产出总功率为3.47亿千瓦,同比下降4.69%。出口交货值95.4亿元,同比增长2.08%。
产值略增,而总功率略减。原因应当在于中重型柴油机市场的疲软,而其中的深层背景,邢敏分析说,从国际环境来看,欧美金融及债务危机短期内没有好转迹象,欧美经济陷入长期低增长甚至停滞的趋势明显。因此,我国经济面临着外部贸易环境不断恶化,国内投资增长乏力的现实。
投资乏力,加之前两年商用车市场井喷,一定程度上透支了市场,造成了中重型柴油机市场严峻的环境。而一向顺风顺水、稳步增长的通用小型汽油机也因为出口量大而面临“双反”的风险。
“寄望于高速增长的市场格局长期延续下去,并不符合科学发展观。”邢敏从另一角度解读得出了这样的结论。
中国工业报记者从协会了解到,去年,我国内燃机工业总产值突破3700亿元,内燃机产量突破7700万台,总功率突破14亿千瓦。内燃机行业坚持走新型工业化道路,不断深化改革,发展步伐明显加快,经济效益提高,企业管理水平和自主创新能力持续提高,经济实力、经营能力和市场竞争力日益增强。我国已经成长为当之无愧的内燃机制造大国,正在向着内燃机制造强国的目标迈进。
邢敏表示,2011年,内燃机行业发展呈现以下特点:一是在诸多不利因素叠加下,内燃机总产值同比增长20%以上。保持平稳增长,产销也同比增长,但增速下滑;二是内燃机产业结构调整成效明显,重点企业生产集中度进一步提高,组织结构进一步优化;三是自主创新能力增强,产品满足市场需求,新产品产值增加幅度大;四是节能减排产品市场需求量激增带动行业国三、国四产品的市场投放量增加;五是内燃机产品质量总体水平上升。
正是基于前述因素,协会认为,虽然形势严峻,行业仍运行在良性轨道上。
节能减排已至全场紧逼阶段
虽然电力驱动和替代燃料呼声很高,但内燃机是目前人类所能掌握的热效率最高的移动动力机械。因此,内燃机发展面临节能、减排的巨大挑战。
从能源发展趋势和国内外内燃机市场需求看,未来几十年,以化石能源为燃料的内燃机仍然是各种机械装备的主导动力,控制燃油消耗和二氧化碳排放及其他污染物排放已成为全球内燃机产业发展的重要趋势,成为全球汽车和内燃机产业应对气候变化、保障能源安全的国际共识。
能源消耗方面,2011年,我国石油进口依存度达54%,而内燃机石油消耗约占全国总消耗量的三分之二,是名符其实的用油大户;环保方面,内燃机废气污染占我国绝大多数城市非供暖季大气污染的50%以上,是城市最主要的大气污染源。“为保障能源安全,实现可持续发展,我国内燃机必须从传统产业跨入到高新技术产业,从资源消耗型向环保节约型转变。”邢敏认为。
“十一五”期间,按照国家节能减排的总体要求,内燃机工业大力推进产品及其关键零部件开发,推动先进节能减排技术应用及节能产品产业化,内燃机产品燃油消耗大幅下降,替代燃油应用有了一定基础。
而“十二五”则是我国实现产业升级的关键时期,是落实我国控制二氧化碳排放承诺的关键时刻,也是有效减缓对外依存度过快增长的关键时期。内燃机工业是实现全社会节约石油和节能减排的重要环节,在我国建设资源节约、环境友好型社会的过程中占有举足轻重的地位。所以,积极稳妥地配合有关政府部门推进国家排放标准的制定和升级工作是当前内燃机工业面临的一项十分艰巨而紧迫的任务。
节能方面,内燃机行业“十二五”规划提出:通过全行业的努力,力争到“十二五”末期,各类内燃机产品燃油消耗率比上一个五年计划降低6%到10%,节能型内燃机产品当年投放市场超过60%,实现节约商品燃油2000万吨,减少二氧化碳排放6300万吨,采用替代燃料节约商品燃油1500万吨,建立一批内燃机整机及关键部件再制造生产重点企业,实现内燃机再制造率60%。同时,建立和完善内燃机产品节能减排的政策法规、技术标准。
减排方面,当前,内燃机行业上下游企业都在积极稳步推进国四排放标准的实施工作,该标准即将在全国范围内全面实施,国五排放标准的实施也提上议事日程。3
各细分领域实施重点略有不同
为指导有关企业落实节能减排,内燃机协会提出了细分领域的操作要点。
轻型商用车柴油机方面,鼓励采用高压共轨、电控单体泵等先进燃油喷射系统,强化应用增压技术并提高普及率,结合废气再循环系统和后处理系统控制功能以及在线诊断功能,掌握整车的标定和匹配技术,以实现降低燃油消耗的目标。
微型车用柴油机方面,加快推广应用高压共轨燃油喷射系统,以及适应中国柴油油品的燃油滤清系统和增压系统,在确保此类机型动力性和排放指标的基础上,使之具有优良的燃油经济性和高可靠性。
乘用车汽油机方面,重点推广应用增压直喷技术,掌握燃烧和控制等核心技术、解决增压直喷汽油机与整车匹配,推动直喷燃油系统、增压器等关键零部件的开发。鼓励发展小排量特别是1.6升以下的汽油机采用增压和直喷技术。
乘用车柴油机方面,重点提高整机热效率,推广应用电控高压燃油喷射系统、高效增压中冷系统、排气后处理系统以及与整机匹配标定技术,实现柴油机节能技术的产业化。鼓励发展2.0升以下乘用车用柴油机电控高压燃油喷射系统、高效增压中冷及排气后处理系统。
中重型商用车柴油机方面,重点开展高效涡轮增压、余热利用、动力涡轮等方面应用,以提高燃料能量利用率。
开展提高内燃机机械效率的研发工作,重点推动低摩擦技术开发应用,推进智能化、模块化部件的产业化应用,降低驱动部件能耗,实现部件的合理配置和动力总成的优化匹配,以减少内燃机的实际运行油耗。
非道路机械用柴油机方面,针对工程机械、农业机械、排灌机械、固定机械、发电动力等非道路机械的实际工况和使用特点,积极推动动力装置与作业机械之间的优化匹配工作,有效地降低使用过程中的燃油消耗。以高效节能小缸径多缸直喷柴油机替代大缸径(>105mm)单缸柴油机,大力推广采用成熟的增压及增压中冷技术,针对固定机械和发电动力,积极推广余热回收利用技术。
船用柴油机方面,重点推进船用中速机电控燃油喷射系统、智能化控制技术、高压比增压器、双燃料、E鄄GR等先进技术的应用,推进船用低速柴油机动力系统余热回收利用技术、柴电混合动力系统先进技术、选择性催化还原系统和双燃料技术的应用,提高船用柴油机的能量利用效率,减少船用柴油消耗。
通用小型汽油机及摩托车用汽油机方面,全面开展摩托车及小型通用汽油机性能优化。针对二冲程产品,开展多气流协调导向性高速扫气道等先进技术产业化应用研究和产品推广;针对四冲程产品,推广应用空燃比精确可控的电控技术。开展摩托车及小型通用汽油机高效传动和动力匹配技术的推广应用。
高效应用替代燃料的内燃机产品方面,鼓励替代燃料发动机与现有发动机制造体系兼容。鼓励发展柴油/天然气双燃料内燃机、生物柴油内燃机、汽油/甲醇双燃料点燃式内燃机以及柴油/甲醇双燃料压燃式内燃机。重点解决应用过程中耐醇燃料供应系统、天然气供应系统、点火及其电控系统等关键零部件的突出问题。开发适用于内燃机应用替代燃料专用润滑油以及专用后处理技术。
关键部件的开发与产业化方面,推动电控燃油喷射系统关键技术的产业化发展,重点解决喷油器总成、电控执行器、轨压传感器、电控单元生产中的质量控制,确保集成系统有效支撑配套主机的要求。提高增压器制造水平及其自主研发能力,重点解决可变几何截面涡轮、可调多级增压、汽油机增压器、增压器轻量化等关键产品和技术问题。
内燃机制造过程的节能方面,鼓励采用薄壁铸造、精密铸锻,以及先进的热处理及表面加工等新工艺,实现内燃机生产低能耗、节能节材的绿色制造。鼓励企业在新产品开发和出厂试验等环节中,推广使用具有高效能量回收功能和高动态性能的交流电力测功器,利用和回收内燃机测试过程中产生的余热和电能,实现燃料能源的高效综合利用。
应对国四标准须重视三个系统
邢敏告诉中国工业报记者,当前,我国内燃机工业发展中突出的问题是如何落实国家节能减排的发展方针和指导思想,贯彻国家排放标准,通过技术进步推动产业升级和产品升级,以提高全行业的总体竞争实力。
在他看来,具体问题依旧不少。一是我国内燃机产品节能共性关键技术及关键零部件技术基础弱,核心技术缺失,内燃机燃油消耗率与国际先进产品相比要高10%~20%。
二是在轻型车用内燃机、非道路移动机械和固定机械用内燃机先进节能产品比例较低,市场保有量中高耗能落后产品占有相当的比例。
三是内燃机工业节能减排技术标准体系不健全,内燃机产品燃油消耗率限值及试验方法标准、内燃机燃油消耗量综合评价标准、内燃机产品与配套机械的燃油消耗评价标准等缺失。
四是国四标准的实施,对高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统提出了更高要求。高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统之所以能够成为国家重点支持的关键技术,主要原因有两点:重要性和缺失性。
首先是三个系统的重要性。柴油机发展到今天,节能和环保已经成为其发展的主题,即当前柴油机的技术开发主要集中在提高燃油经济性和排放性能。尤其是在排放法规日趋严格的情况下,能否开发出“达标”的产品,成为柴油机企业生存和发展的关键。而采用高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统,正是柴油机排放升级的关键技术。
其次是缺失性。我国柴油机发展较好,在国内市场占有率也很高,但这并不表示我国柴油机设计和生产具有很高水平。相反,国内自主柴油机发展最主要的障碍仍然是技术因素。从整机的设计、加工工艺,到关键零部件技术的掌握,我国全面落后于发达国家。高压燃油喷射电控系统、涡轮增压系统和尾气后处理系统是柴油机未来技术的代表,目前国内相关企业要加速弥补核心技术的缺失,是国内柴油机行业发展的当务之急。
针对这些问题,内燃机协会希望有关部门能够从两个方面给予支持。一是采取坚持通过技术进步,推动产业升级的原则,以缩短国内燃机工业与国际先进水平差距;二是加大规范实施国家各项技术法规、排放标准等政策一致性的执行力度,鼓励采用国际上通行的、先进和科学的技术路线,达到推动产业技术进步的目的。

绿色柴油机具有进一步降低排放和油耗的潜能

回顾半世纪以前,车用发动机主要以汽油机为主。上世纪50年代末,柴油机主要应用于农业及工程机械;70年代末,柴油机已成为中重型商用车的首选。在轻型商用车及乘用车领域,汽油机目前仍然占据着较大的份额。在过去的30年中,随着从机械燃油系统向电控柴油机的升级,柴油机开始告别冒黑烟的年代。

为了实现清洁排放,许多重大的技术改进已被应用,如燃烧室的优化、四气门配气结构、高性能的增压技术,其中一个最重要的改进就是采用电控燃油喷射系统,例如电控直列泵或共轨系统,这使得燃油的喷射更为精确,性能得到了进一步的提升。此外,还可以防止误操作造成有害排放物的增加,并且可以长时间地运行保持排放的稳定,并在售后过程中有更为便捷的诊断功能。因此电控柴油机的性能可以在部分负荷时便能产生更高的扭矩、更低的燃烧噪音,满足不断升级的排放法规的要求。

早在25年前,博世就支持无锡威孚以许可证的方式生产直列泵技术;上世纪90年代中期,双方成立了合资公司,生产欧Ⅱ系统等产品。相比较而言,汽油机较早地采用了电控系统,并在国二排放法规实施时被广泛地应用。从90年代中期,博世通过合资企业——联合电子向中国用户提供了电控燃油喷射系统。为了满足更为严格的国三及国四排放,从2004年开始,威孚与博世进一步合作,引进了当今先进的高压共轨系统及尾气处理技术。

当前燃油的紧缺以及二氧化碳带来的温室效应影响变得越发显著,目前全球都在广泛地关注并讨论新型动力的概念。一些新型动力系统,如燃料电池、纯电力动力驱动将有可能占据主流的位置。但要与内燃机一样得到广泛的应用,仍需要投入大量的人力物力来研究开发并有效地降低成本。尽管内燃机已有百年多的发展历史,但今天仍有较大的发展空间,它成为未来20~25年内轿车及小轿车的主要动力系统,更不用说在商用车领域里了。

节能减排以及进一步降低噪音及增加动力性能,已成为内燃机未来发展的驱动力。随着汽油机直喷技术及涡轮增压器的广泛使用,汽油机结构将更为紧凑,特别是小排量汽油机将具备更好的经济性和排放性,通过提高发动机的效率并优化能源管理系统,降低能耗,提高效能。另外,混合动力技术对降低油耗有较大的潜力,也适合城市工况的应用。尽管电机和电池成本有所增加,但混合动力仍不失为一种选择,并有可能向纯电动过渡。

轿车柴油化是降低油耗和二氧化碳排放的另一种成熟的解决方案。与汽油机相比,现代柴油车可以降低近30%的油耗。通过优化空气管理系统及采用更为精确的高压电控喷射方式,现代绿色柴油机结构将更为紧凑,并具有巨大的潜能来进一步降低排放和油耗。

当今中重型商用车发动机已具备较高的热效能,在配备先进的电控喷射系统后,最高喷射压力可超过2000bar,同时EGR或尾气处理系统与高效的进气系统相配合,在不增加燃油消耗的情况下,进一步大幅降低排放已成为可能。在当前国三的排放基础上,可以进一步减少颗粒排放,并降低近80%的氮氧化物的排放量。

在这样的情形下,不断推动技术创新的产业政策是非常重要的。只有这样,才能使中国内燃机工业在公平竞争的环境下实现可持续发展。而博世能为中国内燃机工业的发展做出贡献感到很自豪,将与我们的合作伙伴威孚一起,继续支持中国内燃机工业的发展,不断地进行技术创新,加快国产化,为中国用户提供质优价廉的解决方案。

国家科技部政策法规与体制改革司副司长、研究员李新男的发言

潍柴动力股份有限公司执行总裁孙少军的发言

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工业和信息化部政策法规司副司长郭福华的发言

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